Пояснительная записка

Согласно рабочей программе профессионального модуля ПМ.01

по специальности 190623 «Техническая эксплуатация подвижного

состава

железных

дорог»

предусмотрено

выполнение

15

лабораторных работ.

Лабораторные работы по электрическим машинам знакомят

студентов с устройством электрических машин, трансформаторов,

аппаратуры управления и позволяют экспериментально проверить

основные положения теории, приобрести навыки

по сборке

электрических схем, включающих в себя электрические машины,

трансформаторы, пускорегулирующую аппаратуру, измерительные

устройства.

Результатом освоения программы обучения является овладение

обучающимися видом профессиональной деятельности Эксплуатация

и техническое обслуживание подвижного состава, в том числе

профессиональными и общими компетенциями:

ПК 1.1 Эксплуатировать подвижной состав железных дорог

ПК 1.2 Производить

техническое

обслуживание

и

ремонт

подвижного состава железных дорог в соответствии с

требованиями технологических процессов

ПК 1.3 Обеспечивать безопасность движения подвижного состава

ОК 1

Понимать сущность и социальную значимость своей

будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес

ОК 2

Организовывать

собственную

деятельность,

выбирать

типовые методы и способы выполнения профессиональных

задач, оценивать их эффективность и качество

ОК 3

ОК 4

Принимать решения в стандартных и нестандартных

ситуациях и нести за них ответственность

Осуществлять

необходимой

поиск

для

и

использование

эффективного

информации,

выполнения

профессиональных задач, профессионального и личностного

развития

ОК 5

ОК 6

ОК 7

Использовать

технологии в профессиональной деятельности

Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с

коллегами, руководством, потребителями

Брать на себя ответственность за работу членов команды

(подчиненных), за результат выполнения заданий

информационно-коммуникационные

Самостоятельно определять задачи профессионального и

личностного

развития,

заниматься

самообразованием,

осознанно планировать повышение квалификации

Ориентироваться в условиях частой смены технологий в

профессиональной деятельности

ОК 10 Исполнять воинскую обязанность, в том числе с

применением полученных профессиональных знаний (для

юношей)

Прежде чем приступить к выполнению лабораторных работ

студент должен:

1.Тщательно изучить содержание работы и ее выполнение

2.Повторить теоретический материал, связанный с выполнением

работы.

3.Подготовить таблицы с необходимым количеством граф для

занесения результатов наблюдения и вычислений.

4.Начертить электрическую схему электроустановки на листе

А4.

Лабораторные работы выполняются бригадами студентов,

обычно 2-3 человека.

В процессе работы каждый член бригады выполняет

определенные обязанности, в последующие занятия обязанности

членов бригады должны меняться, чтобы приобрести навыки

лабораторного исследования. Лабораторная работа завершается

составлением и сдачей отчета по ней.

Лабораторная работа считается выполненной, если отчет

содержит необходимые схемы, таблицы и отчеты, выполненные

правильно и аккуратно, и если студент ответил на вопросы

преподавателя, обнаружил знания устройства и принципы работы

объекта

исследования

и

понимая

физических

процессов,

объясняющих полученные результаты.

Кроме того, студент должен знать назначения всех элементов

схемы и уметь объяснять порядок действия при выполнении любого

эксперимента.

Лабораторные стенды в лаборатории электрических машин

являются действующими электроустановками, отдельные элементы в

которых находятся под напряжением.

Поэтому

студенты

в

лаборатории

должны

соблюдать

исключительную осторожность и правила техники безопасности.

Цель работы: Изучить конструкцию генератора постоянного

тока независимого возбуждения и приобрести практические навыки в

сборке и опытном исследовании генератора при снятии данных и

построении основных характеристик

Оборудование, принадлежности:

Приводной двигатель

АК-51/4

Рн=1,7кВт

Uн=380/220В

Рн=1,5 кВт

Uн=220В

0 – 300 А

0 – 5 А

Генератор постоянного тока

П-31

Вольтметр постоянного тока

Амперметр

Миллиамперметр

М 362

М 340

М 5-2

РПС

0 – 1 А

Реостат ползунковый

Реостат ламповый

410 Ом

6 х 1 00 Вт

Теоретические сведения

Обмотка возбуждения питается от источника энергии постоянного

тока: аккумулятора, выпрямителя или же другого генератора постоян-

ного тока, называемого в этом случае возбудителем.

Рис. 1 Характеристики х.х. генератора независимого возбуждения

Характеристика холостого хода. При снятии характеристики

U  f (I ) генератор работает в режиме х.х. (I  0) . Установив

0

B

a

постепенно увеличивают ток в обмотке возбуждения I от нулевого

B

значения до  I  Оа, при котором напряжение х.х. U 1,15Uном .

B

0

Получают данные для построения кривой 1 (рис. 28.2, ). Начальная

б

ордината кривой 1 не равна нулю, что объясняется действием

небольшого

магнитного

потока

остаточного

магнетизма,

сохранившегося от предыдущего намагничивания машины. Уменьшив

ток возбуждения до нуля, и изменив его направление, постепенно

увеличивают ток в цепи возбуждения до  I  Оb. Полученная таким

B

образом кривая 2 называется нисходящей ветвью характеристики. В

первом квадранте кривая 2 располагается выше кривой 1. Объясняется

это тем, что в процессе снятия кривой 1 произошло увеличение

магнитного потока остаточного намагничивания. Далее опыт

проводят в обратном направлении, т. е. уменьшают ток возбуждения

от  I  Оb до I  0, а затем увеличивают его до значения  I  Оа. В

B

B

B

результате получают кривую 3, называемую восходящей ветвью

характеристики х.х. Нисходящая и восходящая ветви характеристики

х.х. образуют петлю намагничивания. Проведя между кривыми 2 и 3

среднюю линию 4, получим расчетную характеристику х.х.

Нагрузочная характеристика генератора. Эта характеристика

выражает зависимость напряжения U на выходе генератора от тока

возбуждения

I B при неизменных токе нагрузки, например

номинальном, и частоте вращения. При указанных условиях на-

пряжение на выводах генератора меньше ЭДС, поэтому нагрузочная

характеристика 1 располагается ниже характеристики холостого хода

2 (рис. 2). Если из точки а, соответствующей номинальному

напряжению U , отложить вверх отрезок аb, равный I r , и

ном

а

провести горизонтально отрезок bс до пересечения с характеристикой

х.х., а затем соединить точки а и с, то получим аbс — треугольник

реактивный (характеристический).

Так, при работе генератора в режиме х.х. при токе возбуждения

I В1  I В.ном напряжение на выводах U  dе; с подключением нагрузки

0

(при неизменном токе возбуждения) напряжение генератора снизится

до значения U ном  ае. Таким образом, отрезок dа выражает значение

напряжения U U Uном при I  I В.ном. Напряжение на выводах

0

В1

генератора в этом случае уменьшилось в результате действия двух

причин: падения напряжения в цепи якоря и размагничивающего

влияния реакции якоря . Измерив значение сопротивления цепи якоря

а

а

ЭДС представлена отрезком bе. Электродвижущая сила генератора

при нагрузке меньше, чем в режиме х.х. (bе < dе), что объясняется

размагничивающим влиянием реакции якоря. Для количественной

оценки этого влияния из точки с опускаем перпендикуляр на ось

абсцисс. Полученный отрезок cf представляет собой ЭДС генератора

при нагрузке; в режиме х.х. для создания этой ЭДС необходим ток

возбуждения I  I . Следовательно, отрезок fе, равный разности

В2

В1

токов возбуждения I  I , представляет собой ток возбуждения,

В1

В2

компенсирующий размагничивающее влияние реакции якоря.

Рис.2 Нагрузочная характеристика генератора независимого возбуждения

Внешняя характеристика генератора. Эта характеристика

представляет собой зависимость напряжения U на выводах генератора

от тока нагрузки . При снятии данных для построения внешней

I

характеристики генератор приводят во вращение с номинальной

скоростью и нагружают его до номинального тока при номинальном

напряжении. Затем, постепенно уменьшая нагрузку вплоть до х.х. ( =

I

0), снимают показания приборов. Сопротивление цепи возбуждения rB

и частоту вращения в течение опыта поддерживают неизменными.

На рис. 3, а представлена внешняя характеристика генератора

независимого возбуждения, из которой видно, что при увеличении

тока нагрузки I напряжение на выводах генератора понижается; это

объясняется размагничивающим влиянием реакции якоря и падением

напряжения в цепи якоря. Наклон внешней характеристики к оси

абсцисс

(жесткость

внешней

характеристики)

оценивается

номинальным

нагрузки:

изменением напряжения генератора при сбросе

U ном



0

U ном

.

(1)

Обычно

для

генератора

независимого

возбуждения

U ном  510%.

Регулировочная характеристика генератора. Характеристика

I В  f (I) показывает, как следует менять ток в цепи возбуждения,

чтобы при изменениях нагрузки генератора напряжение на его

выводах оставалось неизменным, равным номинальному. При этом

частота вращения сохраняется постоянной

(n  const)

.

При работе генератора без нагрузки в цепи возбуждения уста-

навливают ток I , при котором напряжение на выводах генератора

В0

становится равным номинальному. Затем постепенно увеличивают

нагрузку генератора, одновременно повышают ток возбуждения

таким образом, чтобы напряжение генератора во всем диапазоне

нагрузок оставалось равным номинальному. Так получают восхо-

дящую ветвь характеристики (кривая 1 на рис. 3, б). Постепенно

уменьшая нагрузку генератора до х.х. и регулируя соответствующим

образом

ток

возбуждения,

получают

нисходящую

ветвь

характеристики (кривая 2 на рис. 3, б). Нисходящая ветвь регу-

лировочной характеристики расположена ниже восходящей, что

объясняется влиянием возросшего остаточного намагничивания

магнитной цепи машины в процессе снятия восходящей ветви.

Среднюю кривую 3, проведенную между восходящей и нисходящей

ветвями, называют практической регулировочной характеристикой

генератора.

Рис. 3. Внешняя (а) и регулировочная (б) характеристики

генератора независимого возбуждения

R

HL1÷HL6

=220B

+

S1

-

PA2

FV

QF1

PA1

S2

S3

+

-

KM1

C

c1

c2

A B

H1

H2

ш1

ш2

c2

G

KM2

QF2

c5

c4 c6

PV1

c1

М

c3 -

+

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с правилами техники безопасности.

2.Собрать электрическую схему и после проверки её

преподавателям произвести пробный пуск генератора, проверить

возможности регулирования напряжения нагрузки генератора.

3.Снять данные для построения характеристики х.х. генератора.

характеристика х.х. представляет собой зависимость Э.Д.С.

генератора Ео (напряжение Uо на выходе генератора в режиме х.х.)

от тока возбуждения Iв: Uо=f (Iв) при I=0 и n=const.

При

намагничивании

реостатом

R

увеличивается

ток

возбуждения, а при размагничивании уменьшается ток возбуждения .

Вольтметр PV показывает напряжение генератора

№

Намагничивание

№

Размагничивание

п/п

Е , (В)

0

, (А)

п/п

Е , (В)

0

, (А)